高中化学 第二章第2节 第1课时 价层电子对互斥模型讲义+精练(含解析)新人教版选修3

第1课时价层电子对互斥模型学业要求素养对接1.结合实例了解共价分子具有特定的空间结构。

2.能运用价层电子对互斥理论和模型进行解释和预测分子的空间结构。

微观探析：分子的立体构型和价层电子对互斥模型。

模型认知：运用价层电子对互斥模型解释和预测分子的空间结构。

[知识梳理]一、形形色色的分子1.三原子分子立体构型⎩⎪⎨⎪⎧直形线，如CO2分子V形，如H2O分子2.四原子分子立体构型⎩⎪⎨⎪⎧平面三角形，如甲醛分子三角锥形，如氨分子3.五原子分子立体构型：最常见的是正四面体，如CH4，键角为109°28′。

【自主思考】1.五原子分子都是正四面体结构吗？提示不是，如CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等，虽为四面体结构，但由于碳原子所连的四个原子不相同，四个原子电子云的排斥力不同，使四个键的键角不全相等，所以并不是正四面体结构。

二、价层电子对互斥理论1.价层电子对互斥理论分子的立体构型是“价层电子对”相互排斥的结果。

2.价层电子对互斥模型与分子(离子)的立体结构(1)中心原子价电子全部参与形成共价键的分子(AB n)价电子对数 2 3 4成键电子对数 2 3 4电子对立直线形平面三角形正四面体形(2)中心原子有孤电子对的分子(AB n )【自主思考】2.如何确定CO 2－3和NH ＋4的中心原子的孤电子对数？提示 阳离子：a 为中心原子的价电子数减去离子的电荷数(绝对值)，故NH ＋4中中心原子为N ，a ＝5－1，b ＝1，x ＝4，所以中心原子孤电子对数＝12(a －xb )＝12(4－4×1)＝0。

阴离子：a 为中心原子的价电子数加上离子的电荷数(绝对值)，故CO 2－3中中心原子为C ：a ＝4＋2，b ＝2，x ＝3，所以中心原子孤电子对数＝12(a －xb )＝12(6－3×2)＝0。

[自 我 检 测]1.判断正误，正确的打“√”；错误的打“×”。

(1)所有的三原子分子都是直线形结构。

第二章 分子结构与性质 第二节 分子的空间结构课时2价层电子对互斥模型一、单选题 Ⅰ.夯实基础篇1．（2023秋·山东菏泽·高三校考期末）A N 为阿伏加德罗常数的值。

下列说法错误的是 A ．21molSCl 分子中，S 的价层电子对数是A 4N B ．常温下，218gH O 中含有氢键的数目为A 2N C ．41molP 分子中含有的共价键数目为A 6N D ．41molNaHSO 晶体中，阴阳离子数目之和是A 2N2．（2022春·福建泉州·高二校考期中）下列分子或离子的空间结构判断不正确的是 A ．NH +4为正四面体形 B ．BeCl 2为直线形 C ．NF 3为V 形D ．CO 2为直线形3．（2022春·海南儋州·高二校考阶段练习）下列对分子或离子的立体构型判断不正确的是 （ ）。

A ．NH 4+和CH 4都是正四面体形B ．CO 2和CS 2都是直线形C ．NCl 3和BCl 3都是三角锥形D ．H 2O 和H 2S 都是V 形4．（2018秋·湖北宜昌·高二校考期中）下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是( )A ．NH 4+ 为正四面体形B ．CS 2为直线形C ．HCN 为角形(V 形)D ．PCl 3为三角锥形5．（2022春·广东惠州·高二统考期中）用VSEPR 模型预测下列分子或离子的立体结构，其中不正确的是 A ．NH 4+为正四面体形B ．CS 2为直线形C．ClO3－的空间构型为平面三角形D．PCl3为三角锥形6．（2017秋·四川成都·高二统考期末）用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是A．CH4与CH2Cl2均为正四面体B．BeCl2与SO2为直线形C．BF3与PCl3为三角锥形D．NO3—与CO为平面三角形7．（2022春·广东江门·高二江门市新会东方红中学校考期中）下列说法正确的是A．CHCl3分子中碳原子采用sp3杂化，分子构型为正四面体形B．H2O分子中氧原子采用sp2杂化，分子构型为V形C．CO2分子中碳原子采用sp杂化，为直线形分子D．NH+中氮原子采用sp2杂化，离子构型为正四面体形4Ⅱ.能力提升篇8．（2022春·福建南平·高二福建省南平市高级中学校考期中）下列判断正确的是A．H2O2、CS2、HI都是直线形分子B．C6H6、OF2、S2Cl2都是平面形分子C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形分子D．NCl3、NH3、CCl4都是三角锥形分子9．（2020秋·四川遂宁·高二射洪中学校考阶段练习）用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构，其中正确的是（）A．BeCl2为V形B．SO2为直线形-为平面三角形C．PCl3为正四面体形D．CO2310．（2023秋·吉林长春·高二长春市第五中学校考期末）下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是A ．AB ．BC ．CD ．D11．（2023秋·河北·高三统考期末）下列说法正确的是A ．原子光谱是由基态原子吸收能量到激发态时，电子跃迁产生的B ．23CO -与23SO -中，OC O --键角大于O S O --键角C ．某元素基态原子的最外层电子排布式为24s ，则该元素为ⅡA 族元素D ．因为2H O 分子间有氢键，所以2H O 的稳定性比2H S 强12．（2023秋·吉林通化·高二梅河口市第五中学校考期末）鲍林提出杂化轨道理论能解释分子的空间结构，下列关于粒子的描述正确的是A ．AB ．BC ．CD ．D13．（2023秋·重庆北碚·高二西南大学附中校考阶段练习）用分子结构的知识推测下列说法正确的是A ．2CO 、2BeCl 互为等电子体，分子均为直线形B ．23Na CO 中，阴离子空间构型为平面三角形，C 原子的杂化形式为3sp C ．根据价层电子对互斥理论，2SO 与2H O 均呈V 形，中心原子价电子对数相等D ．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S 原子的杂化轨道类型相同14．（2022秋·吉林·高二吉林一中校考阶段练习）下列说法正确的是 A ．非极性分子中的原子上一定不含孤电子对B ．AB n 型分子的中心原子最外层满足8电子稳定结构，则AB n 不一定是非极性分子C ．二氯甲烷(CH 2Cl 2)分子的中心原子采取sp 3杂化，分子中键角均为109°28′D ．平面三角形分子一定是非极性分子15．（2022秋·吉林·高二吉林一中校考阶段练习）关于CH 4、+3CH 、-3CH 三种粒子的说法，正确的是A ．C 原子的杂化类型都相同B ．CH 3+是三角锥形C ．CH 3-与BCl 3构型相同D ．CH 4与NH 4+VSEPR 模型相同16．（2023秋·山东济南·高二济南市历城第二中学校考期末）下列描述中正确的是 A ．2CS 是空间构型为V 形的极性分子B ．3PCl 、2-3CO 和2-3SO 的中心原子均为3sp 杂化C ．在基态14C 原子中，核外存在2对自旋相反的电子，其核外电子有4种运动状态D ．双原子或多原子形成的气体单质中，一定有σ键，可能有π键17．（2023·广东惠州·统考三模）“宏、微、符”三重表征是重要的化学学科素养，工业合成尿素的反应：()23222CO 2NH H O CO NH +=+中，下列相关微粒的化学用语表述正确的是A ．中子数为9的氮原子：97NB ．NH 3分子空间结构：平面三角形C ．CO(NH 2)2的结构简式：D ．NH 3的电子式：18．（2023秋·天津南开·高二天津市天津中学校考期末）下列分子的中心原子轨道杂化的类型相同的是 A ．3SO 与2SO B ．3BF 与3PClC ．2BeCl 与2SClD ．2H O 与2CS二、填空题 Ⅰ.夯实基础篇19．（2022·全国·高三专题练习）芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。

第一课时价层电子对互斥理论[ 课标要求 ]1．认识共价分子结构的多样性和复杂性。

2．能根据价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的构型。

1．常见分子的立体构型：CO2呈直线形， H2O 呈 V 形， HCHO呈平面三角形， NH3呈三角锥形， CH4呈正四面体形。

2．价层电子对是指中心原子上的电子对，包括σ 键电子对和中心原子上的孤电子对。

中心原子形成几个σ 键就有几对σ 键电子对，而中心原子上的孤电子1对数可由下式计算：2( a－xb) ，其中a表示中心原子的价电子数，x 表示与中心原子结合的原子数， b 表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。

3．价层电子对为2 时，VSEPR模型为直线形；价层电子对为 3 时，呈平面三角形；价层电子对为 4 时，呈四面体形，由此可推测分子的立体构型。

形形色色的分子1．三原子分子的立体构型有直线形和V 形两种化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CO2O===C===O180°直线形H O 105°V 形22．四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型立体构型名化学式电子式结构式键角立体构型称CHO 约 120°平面三角形2NH 107°三角锥形33．五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是正四面体化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH 109°28正四面体形4 ′109°28CCl4正四面体形′1．下列分子的立体结构模型正确的是()A B C D解析：选 D CO2分子是直线形，A 项错误； H2O分子为 V 形， B 项错误； NH3分子为三角锥形， C 项错误； CH4分子是正四面体结构， D 项正确。

2．硫化氢 (H2S) 分子中，两个H— S 键的夹角都接近90°，说明H2S 分子的立体构型为________________ ；二氧化碳 (CO2) 分子中，两个C===O键的夹角是180°，说明CO2分子的立体构型为 ______________ ；甲烷 (CH4 ) 分子中，任意两个C—H 键的夹角都是109°28′，说明 CH4分子的立体构型为__________________ 。

形形色色的分子 价层电子对互斥理论一、选择题(每小题4分，共48分)1．下列说法正确的是( D )A ．所有的分子都是由两个或两个以上的原子构成B ．所有的三原子分子都是直线形结构C ．所有的四原子分子都是平面三角形结构D ．五原子分子不一定是正四面体形结构解析：稀有气体为单原子分子，H 2O 为V 形，SO 3是平面三角形，NH 3是三角锥形，CH 3Cl 、CH 2Cl 2、CHCl 3等都是四面体形，但不是正四面体形结构。

2．下列分子中键角最大的是( B )A ．H 2OB ．CO 2C ．BF 3D ．CH 4解析：四个选项中键角最大的为直线形的CO 2分子，键角为180°，其次为平面三角形分子BF 3，键角为120°，再次为正四面体形分子CH 4，键角为109°28′，最小的是V 形分子H 2O ，由于水分子中存在2对孤电子对，其对成键电子对的排斥作用较强，键角被压缩到104.5°。

3．下列物质的立体构型与NH 3分子相同的是( A )A ．H 3O ＋B ．H 2OC ．CH 4D ．CO 2解析：氨气分子中N 原子的价层电子对数＝3＋12×(5－3×1)＝4，含有一对孤电子对，故氨气分子为三角锥形结构。

H 3O ＋中氧原子的价层电子对数＝3＋12×(6－3×1－1)＝4，含有一对孤电子对，所以它为三角锥形结构，A 项正确；H 2O 中氧原子的价层电子对数＝2＋12×(6－2×1)＝4，含有2对孤电子对，所以水分子为V 形结构，B 项错误；同理可确定CH 4是正四面体形结构，CO 2为直线形结构，C 、D 项错误。

4．用价层电子对互斥理论预测H 2S 和PCl 3的立体构型，两个结论都正确的是( B )A ．直线形，三角锥形B ．V 形，三角锥形C ．直线形，平面三角形D ．V 形，平面三角形解析：H 2S 中S 原子的价层电子对数＝2＋12×(6－2×1)＝4，含有2对孤电子对，所以其立体构型为V 形；PCl 3中P 原子的价层电子对数＝3＋12×(5－3×1)＝4，含有1对孤电子对，所以其立体构型为三角锥形，故选B 。

第1课时价层电子对互斥理论一、选择题1．用价层电子对互斥理论判断SO3的立体构型为()A．正四面体形B．V形C．三角锥形D．平面三角形2．下列分子或离子中，VSEPR模型名称与分子或离子的立体构型名称不一致的是() A．CO2 B．CO2－3 C．H2O D．CCl43．下列物质的立体构型与NH3分子相同的是()A．H3O＋ B．H2O C．CH4 D．CO24．下列分子中，各原子均处于同一平面上的是()A．NH3B．CCl4C．P4D．CH2O5．下列分子的VSEPR模型与分子的立体构型相同的是()A．CCl4B．SO2－3C．NH3D．H2O6．根据价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的是() A．PCl3 B．H3O＋ C．HCHO D．PH37．由VSEPR理论推断下列微粒呈正四面体形的是()A．SO2 B．O3 C．NO－3 D．SO2－48．甲烷和白磷均为正四面体结构，判断甲烷和白磷分子中化学键的键角关系() A．前者大于后者B．前者小于后者C．二者相等D．无法判断9．对于短周期元素形成的各分子，下表所述的对应关系错误的是()10．下列离子的VSEPR模型与其立体构型一致的是()A．SO2－3B．ClO－4C．NO－2D．ClO－311．下列各组分子的立体构型名称相同的是()A．SCl2、BeCl2 B．BF3、NF3C．CF4、SiCl4 D．CO2、SF212．下列分子中，所有原子不可能共处在同一平面上的是()A．C2H4B．CS2C．NH3D．C6H613．用价层电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的空间构型，也可推测键角大小，下列判断正确的是()A．CS2是V形分子B．SnBr2键角大于120°C．BF3是三角锥形分子D．NH＋4键角等于109.5°14．H2O2的结构式为H—O—O—H，下列有关H2O2的说法正确的是()A．是直线形分子B．是三角锥形分子C．氧原子有1对孤电子对D．氧原子的价层电子对数为4二、非选择题15．运用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的立体构型：(1)BeCl2_____________________________________________________________________。

第二节 分子的立体构型 第1课时 价层电子对互斥理论一、形形色色的分子1．三原子分子的立体构型有直线形和V 形两种，如化学式 电子式结构式 键角 立体构型立体构型名称 CO 2O==C==O180°直线形H 2O105°V 形2.大多数四原子分子采取平面三角形和三角锥形两种立体构型，如化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH 2O约120°平面三角形NH 3107°三角锥形3.五原子分子的可能立体构型更多，最常见的是正四面体形，如化学式电子式结构式键角立体构型立体构型名称CH 4109°28′正四面体形CCl 4109°28′正四面体形判断正误(1)CS 2分子的立体构型是V 形( ) (2)NF 3分子的立体构型是四面体形( ) (3)键长、键角不同是导致分子构型不同的主要原因( ) (4)正四面体形分子一定是五原子分子( ) 答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×应用体验1．下面四种说法①两个键之间的夹角为109°28′ ②C—H 键为极性共价键 ③4个C—H 键的键能、键长相同 ④碳原子的价电子都参与成键能说明CH 4分子中的五个原子不在同一平面而呈正四面体结构的是__①__(填序号)。

2．下列分子构型与分子中共价键键角对应一定正确的是( )A ．直线形分子：180°B ．平面正三角形：120°C ．三角锥形：109°28′D ．正四面体形：109°28′ 答案 B 解析 A 项，HCl 是直线形分子，因只有一个共价键，故不存在键角，A 项错误；氨分子呈三角锥形，键角为107°，C 项错误；甲烷与白磷分子均是正四面体形分子，但键角分别为109°28′、60°，D 项错误。

特别提醒(1)四原子分子不一定都是平面三角形或三角锥形。

价层电子对互斥理论1．以下分子或离子的结构为正四面体形且键与键夹角为109°28′的是( )①CH4②GeCl4③CH3Cl ④P4⑤SO2－4A．①②④B．①②③④⑤C．①② D．①②⑤2．下列有关描述正确的是( )A．AlCl3为三角锥形结构B．IO－3的立体构型为平面三角形C．NO－3的VSEPR模型、立体构型均为平面三角形D.ClO－3的VSEPR模型、立体构型相同3．下列各组分子的立体构型名称相同的是( )A．SCl2、BeCl2 B．BF3、NF3C．CF4、SiCl4 D．CO2、SF24．SO2－3离子的中心原子孤对电子计算公式为(a－xb)/2,下列对应的数值正确的是( ) A．a＝8 x＝3 b＝2B．a＝6 x＝3 b＝2C．a＝4 x＝2 b＝3D．a＝6 x＝2 b＝35．下列分子中,价层电子对互斥模型与分子的立体结构模型相同的是( )①CH2O ②CO2③NCl3④H2SA．①② B．②③C．③④ D．①④6．下列有关H3O＋与NH＋4的说法正确的是( )A．价层电子对互斥模型相同B．中心原子孤电子对数相同C．立体结构相同D．键角相同7．下列说法中正确的是( )A．NO2、BF3、NCl3分子中原子的最外层电子都不满足8电子稳定结构B．P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′C．NH＋4的电子式为,离子呈平面正方形结构D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强8．有X、Y两种活性反应中间体微粒,均含有1个碳原子和3个氢原子,其球棍模型如图所示：(X),(Y)。

下列说法错误的是( )A．X的组成为CH＋3B．Y的组成为CH－3C．X的价层电子对数为4D．Y中键角小于120°9．硫化羰(分子式为COS)是一种有臭鸡蛋气味的无色气体,可视为由一个硫原子取代了CO2分子中的一个氧原子后形成的,下列有关硫化羰的说法正确的是( ) A．硫化羰的结构式为C===O===SB．分子中三个原子位于同一直线上C．中心原子价层电子对数为4D．分子是V形结构10．下图为常见的分子结构图,据此判断下列说法中正确的是( )分子白磷S8B12(正二十面体)CH4结构B．白磷与B12分子中键角相等C．S8分子中键角大于CO2分子中键角D．CCl4与CH4均为正四面体分子, 比例模型相同11.六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起温室效应。

第二章 第二节A 组·基础达标1．下列分子的空间结构与水分子相似的是( )A ．CO 2B ．H 2SC ．PCl 3D ．SiCl 4 【答案】B【解析】H 2S 与H 2O 分子的空间结构相似，均为V 形分子；而CO 2为直线形分子、PCl 3为三角锥形分子、SiCl 4为正四面体形分子。

2．下列分子中键角最大的是( )A ．H 2OB ．CO 2C ．CH 2OD ．NH 3 【答案】B【解析】H 2O 分子为V 形，键角为105°；CO 2分子为直线形，键角为180°；CH 2O 分子为平面三角形，键角约为120°；NH 3分子为三角锥形，键角为107°。

3．用价层电子对互斥模型推测SO 3的立体构型为( )A ．正四面体形B ．V 形C ．三角锥形D ．平面三角形 【答案】D【解析】SO 3分子的中心原子S 的价层电子对数＝3＋12(6－3×2)＝3，故VSEPR 模型为平面三角形结构；由于S 原子上没有孤电子对，故SO 3分子为平面三角形结构。

4．根据价层电子对互斥模型，判断H 3O ＋的空间结构是( )A ．三角锥形B ．正四面体形C ．平面正三角形D ．变形四面体【答案】A【解析】H 3O ＋中O 原子价层电子对数＝3＋12(6－1－3×1)＝4，O 原子上含有1对孤电子对，根据价层电子对互斥模型，其立体构型为三角锥形。

5．用价层电子对互斥模型预测H 2S 和NO －3的空间结构，两个结论都正确的是( )A ．直线形；三角锥形B ．V 形；三角锥形C ．直线形；平面三角形D ．V 形；平面三角形【答案】D 【解析】H 2S 分子的中心原子上的孤电子对数＝12(6－2×1)＝2，因其σ键电子对数为2，故分子为V 形结构；NO －3的中心原子上的孤电子对数＝12(5＋1－3×2)＝0，因其σ键电子对数为3，则NO －3的空间结构为平面三角形。

第二节分子的空间结构第1课时分子结构的测定和多样性价层电子对互斥模型[核心素养发展目标] 1.了解分子结构的测定方法。

2.通过对典型分子空间结构的学习，认识微观结构对分子空间结构的影响，了解共价分子结构的多样性和复杂性。

3.通过对价层电子对互斥模型的探究，建立解决复杂分子结构判断的思维模型。

一、分子结构的测定早年科学家主要靠对物质的化学性质进行系统总结得出规律后进行推测，现代科学家应用了许多测定分子结构的现代仪器和方法，如红外光谱、晶体X射线衍射等。

1．红外光谱在测定分子结构中的应用分子中的原子不是固定不动的，而是不断地振动着的。

当一束红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到图谱上呈现吸收峰。

通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知各吸收峰是由哪种化学键、哪种振动方式引起的，综合这些信息，可分析分子中含有何种化学键或官能团的信息。

2．质谱法在测定分子相对分子质量中的应用现代化学常利用质谱仪测定分子的相对分子质量。

它的基本原理是在质谱仪中使分子失去电子变成带正电荷的分子离子和碎片离子等粒子。

由于生成的离子具有不同的相对质量，它们在高压电场加速后，通过狭缝进入磁场得以分离，在记录仪上呈现一系列峰，化学家对这些峰进行系统分析，便可得知样品分子的相对分子质量。

1．可以准确判断有机物分子中含有哪些官能团的分析方法是( ) A．核磁共振氢谱B．质谱C．红外光谱D．紫外光谱答案 C解析核磁共振氢谱能分析等效氢的种类，故A错误；质谱分析相对分子质量，故B错误；红外光谱判断有机物分子中官能团的种类，故C正确；只根据紫外光谱是不能完全确定物质的分子结构，故D错误。

2．诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机分子的结构进行分析的质谱法。

其方法是让极少量(10－9g左右)的化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化，少量分子碎裂成更小的离子。

如C2H6离子化后可得到C2H＋6、C2H＋5、C2H＋4……然后测定其质荷比β。